ESTUDIO CINÉTICO MEDIANTE FT-IR DE LAS REACCIONES DE GAMMA-CAPROLACTONA Y GAMMA-HEPTALACTONA INICIADAS POR RADICALES OH Y ÀTOMOS DE Cl MEDIDAS A 298 K Y PRESIÓN ATMOSFÉRICA.

La Plata-Buenos Aires

Congreso; XXII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica- La Plata-2021; 2021

Universidad de la Plata- AAIFQ

Dentro de la familia de lactonas de cinco miembros con más aplicaciones se encuentra la 5-metildihidro -2 (3H) -furanona, comúnmente conocida como (γ) -valerolactona (GVL)1,2. Esta lactona originada principalmente a partir de biomasa lignocelulósica se postula como un buen candidato para la producción de biocombustible con beneficios ecológicos2. Es por ello que las lactonas pueden llegar a la atmósfera sin dificultad a través de diferentes fuentes. Además, estos COVs pueden ser degradados por los principales oxidantes troposféricos como radicales OH o átomos de Cl. Se sabe muy poco sobre la velocidad a la que reaccionan las lactonas con estos oxidantes. En el presente trabajo se determinaron por primera vez las constantes de velocidad para las reacciones de la Gamma - caprolactona (C6H10O2) y Gamma - heptalactona (C7H12O2) con radicales OH (k1 y k2) y con átomos de Cl (k3 y k4) a 298 K y presión atmosférica (en cm3 molécula-1 s-1): k1 =(6,43 ± 0,13)×10-12, k2 =(8,79 ± 0,20) × 10-12, k3 = (1,31 ± 0,13)×10 -10, k4 =(1,70 ± 0,16)×10-10, respectivamente. Las constantes cinéticas se determinaron por el método relativo en un reactor de vidrio de paso múltiple de 480 L acoplado con detección FTIR in situ. Además, se realizó un análisis SAR de las lactonas medidas y se comparó con los estudios de SAR informados para esta familia de compuesto. Los resultados cinéticos mostraron el incremento sobre la constante que tiene el aumento de carbonos cadena alquílica unida ala lactona. Esto debido al efecto inductor positivo del grupo alquilo sobre el anillo. Tendencia que también se reportan en diferentes trabajos para esta familia de compuesto1,3 A partir de los estudios SAR se postularon mecanismos para las reacciones, que fueron complementados con estudios de productos usando como técnica de detección FT-IR. Se identificaron los principales productos formados y se cuantificaron. Estos resultados mostraron la posibilidad de apertura del anillo de la lactona y la formación de compuestos de interés atmosférico como lo son los acillperoxi nitratos. Las implicaciones atmosféricas de las reacciones estudiadas fueron evaluadas obteniéndose tiempos de vida con átomos de cloro ꞇcl =6,83 meses ꞇcl =5,27 meses para la caprolactona y heptalactona respectivamente y para los radicales OH ꞇOH=21,6 horas ꞇOH=14,4 horas para la caprolactona y heptalactona respectivamente. Por lo tanto, la principal ruta de degradación para ambos compuestos seria con OH.